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摘要:近年来,随着国家经济社会的不断发展,国民生产与生活对能源的需求量不断增加,煤炭是我国最重要的能源之一,是国民经济发展的基础。采煤工业中最为重要的生产方式之一就是井下采煤,科技进步与社会发展使得井下采煤技术不断提高,井下采煤工艺得到了突飞猛进的发展,这对我国煤炭生产具有重要重大现实意义。本文阐述分析了井下采煤技术与工艺的选择与应用,以期对我国煤炭行业科学有序发展有所帮助。
关键词:井下采煤;工艺;选择;应用
煤炭作为经济社会发展的基础性能源,对我国经济发展具有至关重要的作用,尽管节能减排和发展绿色经济的呼声不断高涨,但国家经济发展目前仍离不开煤炭资源,煤炭资源仍是国家经济发展依赖的重要能源。为提高煤炭开采效率,同时促进煤炭行业的健康可持续发展,采煤技术与工艺在不断探索中有了很大进步,尤其是井下采煤技术与工艺得到了突飞猛进的发展,工艺更加先进,技术更加多样,这对于国家煤炭行业的健康有序发展意义重大。
1.井下采煤技术的内涵及其工艺方法的演变
相关资料表明,我国目前为止的煤炭资源总储备大约为1.5亿吨,储藏量不仅大,并且煤炭种类也较为丰富,距今已经探明的碳种已经很多,其他不明碳种也正在陆续勘探和检测中,巨大的煤炭资源储量和种类齐全的碳种为我国经济发展提供了重要的能源基础。随着我国科技的不断发展,目前已经具备了较为齐全的井下采煤技术和工艺,井下煤炭开采技术和工艺得到了突飞猛进的发展。虽然我国煤炭资源储藏量大且丰富,但煤炭的开采年限却不长久。20世纪60年代初,我国才真正意义上掌握机械化煤炭开采技术和相关工艺,之前的漫长历史中,还没有普遍使用机械化进行开采,这是对传统煤炭开采工艺的一大创新。随着科技的发展和机械运用综合化水平的提高,到70年代左右,我国已经开始运用综合机械化工艺进行煤炭开采,此种技术与以往单一机械开采相比,工作效率更高,操作更为便捷。80年代中期,刮板输送机开始运用到煤炭开采行业,并且无链牵引双滚筒采煤机也进入该行业,并得到广泛运用,这一阶段也是采煤工艺发展最为迅速的一段时期,这一时期采煤工艺开始了由机械化向连采技术的转变。90年代以后,我国出现了高产高效的煤炭矿井,这些矿井开始大面积实施建设,形成了现代意义上的高效高产矿井,进入21世纪,我国绝大多数大型矿井已经实现了煤炭开采的机械化与自动化相结合,煤炭开采自动化程度有了质的提升。
2.井下采煤主要技术与工艺分析
2.1综合机械化采煤工艺
该种采煤技术又称综采工艺。是指采煤工作面中的所有生产工序全部实现了机械化作业,包括落煤、装煤、运煤、空区处理等环节,该种采煤技术不仅有助于减少人工成本,降低了采煤工人的劳动时间和劳动强度,并且采煤过程中的效率和安全性都有了较大提升。因此,该种采煤工艺最值得推广运用,同时也是煤炭井下开采的主要发展方向。
2.2普通机械化采煤工艺
该种采煤技术又称普采工艺。是指在破煤、装煤、运煤和支柱支护过程中采用传统的普通机械方法,最大的特征是通过采煤机械同时完成两道工序,即落煤与装煤,在运煤、采空区的处理以及顶板支护环节与炮采的工艺大体一样。普通机械化采煤工艺主要有单单滚筒采煤机和双滚筒采煤机两种方式,单滚筒采煤机的滚筒通常情况下安装在采煤工作面的下端口,这有助于更好的装煤,减少了工作面下缺口的长度。双滚筒采煤机一般处于工作面的两端,这有助于对工作面进行技术管理。
2.3连续采煤工艺
此种采煤技术又称连采工艺。是指在煤房工作面上运用连续采煤机进行采煤,包括破煤和装煤,在运煤的时候采用可伸缩运输机或者梭车,用锚杆进行顶板的支护,用铲车清理工作面或者搬运来回物料等,总之,全过程依靠机械完成作业,连采工艺实现了掘进和开采的合二为一,是综采的有效补充,在合适恰当的条件下,能够取得良好的经济效益。
2.4爆破采煤工艺
该种采煤技术又称炮采工艺。是指运用爆破的手段使得煤矿落煤,然后利用人工进行装煤,借助机械进行运煤,用单体支柱支护工作空间顶板。自80年代之后,我国炮采工作面准备的技术和手段有了较大发展,取消了传统摩擦式金属支柱,开始普遍采用防炮崩单体液压支柱,能够有效控制工作空间,并且工作面输送机装上铲煤板和挡煤板,大大减轻了煤矿工人负担。在爆破落煤环节,要注意爆破位置,力求精确无误。在采空区处理时,鉴于顶板特征、煤层厚度和保护地表的特殊要求等条件不同,采空区有多种处理方法,但最常用的是全部垮落法。
3.井下采煤技术与工艺的选择
无论选择哪种采煤工艺,需要综合考虑安全性、经济性和回采率高等问题,同时要结合煤矿自身状况和特点,选用最合适的技术和工艺。在保证经济效益的基础上,尤其要注意提高煤炭的回采率,根据煤层的具体状况和条件判断最为合适的开采方法,这不仅有助于节约资源,避免资源浪费,同时也能降低人工劳动强度,提高劳动效率,同时更加环保。
3.1综合机械化采煤工艺的适用条件
综合机械化采煤工艺总体来说不仅高产高效,而且与传统机械开采相比,更加安全,在耗能方面较低,开采工人所处的开采条件较好,劳动强度较低。但与此同时,该种开采工艺的设备价格偏高,前期投资较大。综采生产优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统,较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。该种采煤工艺主要适用于煤层顶部和底部条件较好,煤层赋存较为稳定,煤层的构造较为简单,并且煤层的倾斜角小于50度的情况。
3.2普通机械化采煤工艺的适用条件
普通机械化采煤工艺的投入与综采相比较低,投入较低,设备价格便宜,一套普采设备相当于综采设备价格四分之一,但是其产量大约为综采产量的三分之一到二分之一。普采工艺采煤比综采更能适应地质变化,工作面也更容易搬迁,可在一些较小的地质构造、形状不十分规则的工作面上发挥作用。对推进距离短、形状不规则并且小的地质构造的工作面,综采的优势很难发挥,但是采用普采却可取得较好的效果。与此同时,与综采相比,普采的操作更为简单便捷,便于工人掌握,在组织管理方面较为简单。目前,我国中小型煤矿多采用普采机械化的采煤工艺,并且是以后的发展重点。
3.3连续采煤工艺的适用条件
连续采煤工艺最主要的特点是使用机械化的水平较高、投资较少但是出煤速度较快,并且在安全性能方面较好,工作效率也较高,但是此种工艺也有缺点,例如,通风条件较差,煤炭资源的可回收率很低,比炮采工艺稍高一点。连采对煤层地质条件有要求,主要适用于地质构造简单,开采深度浅,煤质硬度大或中等的情况,与此同时,煤层的倾斜角要小于等于十五度的中厚煤层。近水平煤层最为适宜,但其采出率较低,不适用近距离煤层群开采。目前,此种工艺主要运用于我国大中型煤矿。
3.4爆破采煤工艺的适用条件
炮采工艺具有技术装备投资少、适应性强、操作技术容易掌握、生产技术管理比较简单等优点。但是其单产和效率低,劳动条件差,根据我国的技术政策,凡条件不适于机采的煤层,可采用炮采工艺。目前,我国炮采采煤多应用于急倾斜煤层和地质构造较复杂的煤层。
4.总结
国家工业生产离不开煤炭资源的开发与利用,煤炭资源是国民经济发展的基础性能源,我国具有丰富的煤炭资源,如何高效、科学有序的开发这些资源,促进煤炭行业的健康发展成为人们关注的重点。通过先进的科学技术,将先进的采煤技术与采煤工艺相结合,提高井下采煤的效率与质量,对保证煤炭资源的合理开发煤炭行业的良性发展意义重大,同时有助于经济社会与行业发展的双赢。
参考文献:
[1]张利军,张海兵.井下采煤技术与工艺的选择及应用[J].内蒙古煤炭经济,2014(02):48
[2]侯昭君.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].煤炭技术,2008(12):65-67.
[3]苏达通.井下采煤技术研究及采煤工艺选择探讨[J].能源与节约,2013(11):177-178.
[4]林斌.浅谈井下采煤技术和工艺选择[J].中国高新技术企业,2014(01):98-99.
关键词:井下采煤;工艺;选择;应用
煤炭作为经济社会发展的基础性能源,对我国经济发展具有至关重要的作用,尽管节能减排和发展绿色经济的呼声不断高涨,但国家经济发展目前仍离不开煤炭资源,煤炭资源仍是国家经济发展依赖的重要能源。为提高煤炭开采效率,同时促进煤炭行业的健康可持续发展,采煤技术与工艺在不断探索中有了很大进步,尤其是井下采煤技术与工艺得到了突飞猛进的发展,工艺更加先进,技术更加多样,这对于国家煤炭行业的健康有序发展意义重大。
1.井下采煤技术的内涵及其工艺方法的演变
相关资料表明,我国目前为止的煤炭资源总储备大约为1.5亿吨,储藏量不仅大,并且煤炭种类也较为丰富,距今已经探明的碳种已经很多,其他不明碳种也正在陆续勘探和检测中,巨大的煤炭资源储量和种类齐全的碳种为我国经济发展提供了重要的能源基础。随着我国科技的不断发展,目前已经具备了较为齐全的井下采煤技术和工艺,井下煤炭开采技术和工艺得到了突飞猛进的发展。虽然我国煤炭资源储藏量大且丰富,但煤炭的开采年限却不长久。20世纪60年代初,我国才真正意义上掌握机械化煤炭开采技术和相关工艺,之前的漫长历史中,还没有普遍使用机械化进行开采,这是对传统煤炭开采工艺的一大创新。随着科技的发展和机械运用综合化水平的提高,到70年代左右,我国已经开始运用综合机械化工艺进行煤炭开采,此种技术与以往单一机械开采相比,工作效率更高,操作更为便捷。80年代中期,刮板输送机开始运用到煤炭开采行业,并且无链牵引双滚筒采煤机也进入该行业,并得到广泛运用,这一阶段也是采煤工艺发展最为迅速的一段时期,这一时期采煤工艺开始了由机械化向连采技术的转变。90年代以后,我国出现了高产高效的煤炭矿井,这些矿井开始大面积实施建设,形成了现代意义上的高效高产矿井,进入21世纪,我国绝大多数大型矿井已经实现了煤炭开采的机械化与自动化相结合,煤炭开采自动化程度有了质的提升。
2.井下采煤主要技术与工艺分析
2.1综合机械化采煤工艺
该种采煤技术又称综采工艺。是指采煤工作面中的所有生产工序全部实现了机械化作业,包括落煤、装煤、运煤、空区处理等环节,该种采煤技术不仅有助于减少人工成本,降低了采煤工人的劳动时间和劳动强度,并且采煤过程中的效率和安全性都有了较大提升。因此,该种采煤工艺最值得推广运用,同时也是煤炭井下开采的主要发展方向。
2.2普通机械化采煤工艺
该种采煤技术又称普采工艺。是指在破煤、装煤、运煤和支柱支护过程中采用传统的普通机械方法,最大的特征是通过采煤机械同时完成两道工序,即落煤与装煤,在运煤、采空区的处理以及顶板支护环节与炮采的工艺大体一样。普通机械化采煤工艺主要有单单滚筒采煤机和双滚筒采煤机两种方式,单滚筒采煤机的滚筒通常情况下安装在采煤工作面的下端口,这有助于更好的装煤,减少了工作面下缺口的长度。双滚筒采煤机一般处于工作面的两端,这有助于对工作面进行技术管理。
2.3连续采煤工艺
此种采煤技术又称连采工艺。是指在煤房工作面上运用连续采煤机进行采煤,包括破煤和装煤,在运煤的时候采用可伸缩运输机或者梭车,用锚杆进行顶板的支护,用铲车清理工作面或者搬运来回物料等,总之,全过程依靠机械完成作业,连采工艺实现了掘进和开采的合二为一,是综采的有效补充,在合适恰当的条件下,能够取得良好的经济效益。
2.4爆破采煤工艺
该种采煤技术又称炮采工艺。是指运用爆破的手段使得煤矿落煤,然后利用人工进行装煤,借助机械进行运煤,用单体支柱支护工作空间顶板。自80年代之后,我国炮采工作面准备的技术和手段有了较大发展,取消了传统摩擦式金属支柱,开始普遍采用防炮崩单体液压支柱,能够有效控制工作空间,并且工作面输送机装上铲煤板和挡煤板,大大减轻了煤矿工人负担。在爆破落煤环节,要注意爆破位置,力求精确无误。在采空区处理时,鉴于顶板特征、煤层厚度和保护地表的特殊要求等条件不同,采空区有多种处理方法,但最常用的是全部垮落法。
3.井下采煤技术与工艺的选择
无论选择哪种采煤工艺,需要综合考虑安全性、经济性和回采率高等问题,同时要结合煤矿自身状况和特点,选用最合适的技术和工艺。在保证经济效益的基础上,尤其要注意提高煤炭的回采率,根据煤层的具体状况和条件判断最为合适的开采方法,这不仅有助于节约资源,避免资源浪费,同时也能降低人工劳动强度,提高劳动效率,同时更加环保。
3.1综合机械化采煤工艺的适用条件
综合机械化采煤工艺总体来说不仅高产高效,而且与传统机械开采相比,更加安全,在耗能方面较低,开采工人所处的开采条件较好,劳动强度较低。但与此同时,该种开采工艺的设备价格偏高,前期投资较大。综采生产优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统,较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。该种采煤工艺主要适用于煤层顶部和底部条件较好,煤层赋存较为稳定,煤层的构造较为简单,并且煤层的倾斜角小于50度的情况。
3.2普通机械化采煤工艺的适用条件
普通机械化采煤工艺的投入与综采相比较低,投入较低,设备价格便宜,一套普采设备相当于综采设备价格四分之一,但是其产量大约为综采产量的三分之一到二分之一。普采工艺采煤比综采更能适应地质变化,工作面也更容易搬迁,可在一些较小的地质构造、形状不十分规则的工作面上发挥作用。对推进距离短、形状不规则并且小的地质构造的工作面,综采的优势很难发挥,但是采用普采却可取得较好的效果。与此同时,与综采相比,普采的操作更为简单便捷,便于工人掌握,在组织管理方面较为简单。目前,我国中小型煤矿多采用普采机械化的采煤工艺,并且是以后的发展重点。
3.3连续采煤工艺的适用条件
连续采煤工艺最主要的特点是使用机械化的水平较高、投资较少但是出煤速度较快,并且在安全性能方面较好,工作效率也较高,但是此种工艺也有缺点,例如,通风条件较差,煤炭资源的可回收率很低,比炮采工艺稍高一点。连采对煤层地质条件有要求,主要适用于地质构造简单,开采深度浅,煤质硬度大或中等的情况,与此同时,煤层的倾斜角要小于等于十五度的中厚煤层。近水平煤层最为适宜,但其采出率较低,不适用近距离煤层群开采。目前,此种工艺主要运用于我国大中型煤矿。
3.4爆破采煤工艺的适用条件
炮采工艺具有技术装备投资少、适应性强、操作技术容易掌握、生产技术管理比较简单等优点。但是其单产和效率低,劳动条件差,根据我国的技术政策,凡条件不适于机采的煤层,可采用炮采工艺。目前,我国炮采采煤多应用于急倾斜煤层和地质构造较复杂的煤层。
4.总结
国家工业生产离不开煤炭资源的开发与利用,煤炭资源是国民经济发展的基础性能源,我国具有丰富的煤炭资源,如何高效、科学有序的开发这些资源,促进煤炭行业的健康发展成为人们关注的重点。通过先进的科学技术,将先进的采煤技术与采煤工艺相结合,提高井下采煤的效率与质量,对保证煤炭资源的合理开发煤炭行业的良性发展意义重大,同时有助于经济社会与行业发展的双赢。
参考文献:
[1]张利军,张海兵.井下采煤技术与工艺的选择及应用[J].内蒙古煤炭经济,2014(02):48
[2]侯昭君.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].煤炭技术,2008(12):65-67.
[3]苏达通.井下采煤技术研究及采煤工艺选择探讨[J].能源与节约,2013(11):177-178.
[4]林斌.浅谈井下采煤技术和工艺选择[J].中国高新技术企业,2014(01):98-99.